巷（隧）道影响下全空间瞬变电磁法视电阻率与时间-深度转换理论研究

提前进行巷（隧）道顶、底板及工作面预测预报是预防矿井和工程地质灾害发生的重要基础，地下瞬变电磁法是解决上述问题的有效地球物理勘探方法之一。本项目通过理论分析、计算机数值模拟和物理模型实验研究巷（隧）道影响下瞬变电磁法数据处理技术，研究巷（隧）道对瞬变电磁场的影响特征和影响因素，重点研究全空间视电阻率定义和深度转换理论及巷（隧）道影响的校正方法，以及瞬变电磁法小回线装置的探测深度问题，建立和完善地下瞬变电磁法理论体系；有重点地在巷（隧）道内进行试验，根据试验结果，对研究成果进行验证和修正，以期实现地下瞬变电磁法的数据处理与解释。研究成果为巷（隧）道地质灾害预防和治理提供有效的地质保障手段。

提前进行巷（隧）道顶、底板及工作面预测预报是预防矿井突水构造和工程地质灾害发生的重要基础，地下瞬变电磁法是解决上述问题的有效地球物理勘探方法之一。受巷（隧）道施工条件的限制，地下瞬变电磁法只能采用小回线装置。与常规地面瞬变电磁法不同，地下瞬变电磁法的研究对象是巷道围岩介质中分布的受巷（隧）道“畸变”影响的全空间瞬变电磁场。由此衍生出多个特殊环境下的特殊理论问题，这些问题尚未得到解决。.　　 本项目通过理论分析、计算机数值模拟、模型实验和井下试验的综合研究手段，研究巷（隧）道影响下瞬变电磁法数据处理技术，巷（隧）道对瞬变电磁场的影响特征和影响因素，全空间视电阻率定义和深度转换理论及巷（隧）道影响的校正方法，以及瞬变电磁法小回线装置的探测深度问题，为地下瞬变电磁法的数据处理与解释提供技术支撑。.　　通过课题组三年来的不懈努力，基于项目任务书的指导，对本项目研究内容开展了深入研究。研究成果主要为：以全空间瞬变电磁场的三维数值模拟算法为基础，通过理论分析和三维数值模拟，得出了数值模拟算法的稳定性条件和全空间场效应的影响实质，并从理论上得到了巷（隧）影响的校正方法。推导了均匀全空间介质中心回线源和重叠回线源视电阻率计算公式，从实验的角度出发对全空间时间-深度转换理论进行了研究，得出了适用于实测资料处理的深度转换系数。提出并发展了全区视电阻率平移算法和核函数算法，并从理论数据、模拟数据及实测数据三个角度验证了两种算法的有效性。从实测资料处理的角度出发，分析了常规滤波技术的适用性，并从理论上推导了全空间后延影响的系数，得出了后延幅值改正和延时改正策略。.　　此外，设计了两项国家专利，分别用于实验室模型实验和井下试验。.　　在本项目的资助下，共发表学术论文8篇，国际会议论文2篇；其中SCI检索1篇，EI检索2篇，ISTP检索1篇，中文核心3篇。获实用新型专利授权2项，发明专利申请2项，资助硕士学位毕业论文1篇。